Transiente Spannungsunterdrückungsdiode macht ihren Job nicht

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Ich habe eine Schaltung, die mit 21 V DC arbeitet und maximal 3 A Strom zieht. Ich muss es nach den Normen IEC 61000-4-4 und 61000-4-5 testen lassen, bei denen es sich um Störfestigkeitstests handelt.

Ich verwende ein UL-zertifiziertes Schaltnetzteil, um mein Gerät mit Strom zu versorgen. Die Versorgung sendet tatsächlich Überspannungen aus, die mehr als 21 V (ungefähr +/- 150 V) betragen.

Deshalb habe ich eine TVS-Diode SMLJ22CABCT-ND in meine Schaltung eingebaut, um mich vor Überspannungen zu schützen. Diese Diode hat eine Reaktionszeit von etwa 5 Pikosekunden. Die Impulse, die in den Stoßtests gegeben werden, sind 8/20 μs Impulse von 2 kV. Dies wiederum bewirkt, dass das Netzteil Spannungsspitzen erzeugt, wie in der Abbildung gezeigt. Wie Sie im Bild sehen können, variiert die Ausgabe für einige Mikrosekunden. Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein Gleichstromausgang von der Stromversorgung nach der TVS-Diode

Meine Frage ist, warum die TVS-Diode die Hochspannung nicht unterdrückt hat. Mein Stromkreis wird durch diese Überspannung beschädigt.

Das Schema des Stromkreises ist unten angegeben.

Es gibt nicht viel Schutz in der Schaltung. Die 21V werden für eine andere Schnittstelle verwendet. Ich muss eine Lösung dafür finden, anstatt eine neue Leiterplatte zu entwerfen.

Schema

Die Prüfschaltung für die IEC 61000-4-5 ist Standard.

1 kV über Live und Neutral; 2KV über Live und Erde, Neutral & Erde ( detaillierte Beschreibung )

mic
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Haben Sie eine Schaltung des Testaufbaus?
Löffel
Lassen Sie uns Ihre Schaltung sehen, wie Spoon sagt, aber das klingt nicht nach einer sehr guten Stromversorgung - oder es läuft etwas anderes.
Spehro Pefhany
Ja, wir brauchen eine Schaltung oder vorzugsweise einen Schaltplan
Funkyguy
Zeigen Sie uns Ihren kompletten Stromkonditionierungskreis, einschließlich Entkopplungskondensatoren und etwaiger Serieninduktivitäten / -perlen. Wenn Sie nur den Fernseher haben, ist es kein Wunder, dass er nicht sehr effektiv ist.
Dave Tweed
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Ein Fernseher allein wird wahrscheinlich nicht funktionieren. Es muss entweder Widerstand oder Induktivität oder beides vorhanden sein, damit es seine Arbeit richtig erledigen kann.
Erik Friesen

Antworten:

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Sehr oft beträgt die parasitäre Impedanz zwischen den Leitungen und der Diode einige Nanohenries. Dies wird durch die Länge der Diodenleitungen verursacht.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Diese Impedanz verlangsamt die Reaktion der TVS-Diode um Nanosekunden, so dass der transiente Impuls passieren kann.
Sie können eine TVS-Diode mit sogenanntem „Flow Through Design“ verwenden, bei der Sie Schiene und Masse durch dasselbe Gehäuse führen müssen.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Dies erfordert natürlich ein korrektes Design der Leiterplatte.

GR Tech
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Dies ist die TVS-Diode, die ich jetzt benutze. Link Ich habe die TVS-Diode direkt auf die Pins gelötet. Ich arbeite mit einer vorhandenen Leiterplatte. Ich versuche, einen Fix anzuwenden. Wird das Problem hier durch Hinzufügen eines Kondensators parallel zur Diode gelöst? (Gegen die Induktivität)
Mikrofon
Ich habe es gerade in einem ähnlichen Beitrag hier gelesen . Ich habe hier auch einen Artikel über die Überwindung der Probleme mit der parasittären Induktivität gefunden .
Mikrofon
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@mic ist möglicherweise kein Kondensator, aber es ist interessant, nach der Diode einen Induktor 100 ~ 470μH (bei Nennstrom) in Reihe mit der Stromversorgungsschiene Ihres unter Schutz stehenden Geräts hinzuzufügen, um die Anstiegszeit des transienten Impulses zu verlangsamen und schließlich vom Shunt absorbiert. Ich habe diesen Vorschlag nicht getestet
GR Tech
@ GR Tech sollte es vorher oder nachher sein? Sollte es laut Doc nicht vor der Diode sein?
Mikrofon
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Um den Übergang zu umgehen, müssen Sie parallel zur Diode einen Kondensator von .

1.6μf (or larger)
Guill
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In der Schaltung befindet sich bereits ein Kondensator. Der 470uf-Kondensator ist parallel zur TV-Diode. Auch gibt es eine Berechnung einbezogen in den Wert des Kondensators zu bestimmen
mic
Dies ist nicht immer eine Möglichkeit. Sie können nicht einfach die Kapazität verringern, um den Übergang zu erhöhen. Was ist mit einem Kommunikationsbus? Silizium-TVs sind in Ordnung, solange sie richtig dimensioniert und mit geeigneten
Lenkdioden
@mic: Obwohl Sie bereits einen 470uf über der Diode haben, sind sie aus irgendeinem Grund nicht gut darin, hochfrequentes Rauschen zu unterdrücken. Versuchen Sie es mit einer Keramik von ca. 2 uf der entsprechenden Spannung.
Guill